Digital Water: le sfide del sistema idrico integrato

Il settore idrico ha la possibilità di vivere un momento favorevole per il suo sviluppo, a patto che vengano colte le opportunità offerte dai finanziamenti europei e dalle tecnologie digitali, per affrontare le nuove sfide normative e del Water 4.0. 

Principali sfide normative  

Il settore idrico italiano è affetto da molteplici problematiche:  

• Invecchiamento delle infrastrutture (22% della rete ha più di 50 anni ed il 36% ne ha più di 31) [Cresme, “Rapporto Accadueo”, 2018.]; 
• 42% di dispersione, confrontati con l’8% della Germania e il 20% della Francia; 
• Inefficienza organizzativa e finanziaria, considerando che per oltre 2.500 imprese, l’83% sono direttamente gestite da enti locali, determinando una contrazione della capacità di investimento. [CDP, “Brief – Servizio Idrico Integrato: il moment giusto per gli investimenti”, 2022]. [7 euro in media pro capite nel 2019, contro una media di 49 euro delle imprese nazionali e 90 euro della media europea – Utilitatis, “Blue Book”, 2022].  

La maggior parte di queste problematiche sono affrontate da alcuni anni dall’Autorità di Regolazione dell’Energia, delle Reti e dell’Ambiente (ARERA), attraverso diversi provvedimenti. 

Nel 2017 l’ARERA ha emanato la RQTI [rivista nel 2021 con le delibere 609/2021/R/idr e 639/2021/R/idr] per disciplinare la qualità tecnica dei servizi idrici, stabilendo alcuni indici fondamentali attraverso cui valutare ciascuna azienda e realizzando un sistema di incentivi e sanzioni volto a favorire azioni mirate e investimenti da parte delle imprese, in modo simile a quanto già stabilito per quanto riguarda la qualità contrattuale dei servizi con la RQSII nel 2015. La RQTI comprende: 

• 6 indici fondamentali, come perdita, lineare e percentuale (M1); sospensione del servizio, in ore (M2); qualità dell’acqua distribuita (M3); idoneità del sistema di drenaggio (M4); smaltimento fanghi (M5) e qualità dell’acqua depurata (M6); 

• 203 società idriche, al servizio dell’84% della popolazione italiana, che hanno partecipato al sistema di valutazione 2018-2019 [14 società idriche non hanno soddisfatto i prerequisiti richiesti dall’ARERA per l’indice M1; 3 non hanno soddisfatto i prerequisiti per M3, 14 per M4; 13 per M5 e 13 per M6, evidenziando un elevato livello di criticità nella sezione considerata. ]; 
• 135,36 milioni di euro stanziati tra il 2018 e il 2019 per gli incentivi [Dati dell’ARERA: https://www.arera.it/it/com_stampa/22/220429.htm; https://www.arera.it/it/dati/QTSII.htm.]  

A ottobre 2021 l’ARERA ha introdotto gli indirizzi strategici 2022-2025, costituiti da alcuni obiettivi fondamentali: formare utenti finali consapevoli; promuovere una migliore qualità ed efficienza delle infrastrutture idriche, innovazione e trasformazione digitale. La delibera 609/2021/R/idr, che ha aggiornato il regolamento di misurazione dell’acqua (TIMSII), si è poi basata su questi principi e ha sottolineato l’importanza delle tecnologie di misurazione intelligente, del consumo consapevole dell’acqua e delle azioni contro le perdite. 

Abilitatori del cambiamento: finanziamenti europei

Per affrontare queste problematiche ed essere conformi alle normative in aggiornamento, le società idriche possono attualmente contare su nuove opportunità di finanziamento europee, come ad esempio:  

• Missione 2 del PNRR, “Rivoluzione verde e transizione ecologica”, che prevede investimenti nel settore idrico, come 900 milioni di euro volti a realizzare “almeno 25.000 km di nuove reti per la distribuzione di acqua potabile e per ridurre le perdite d’acqua, specialmente nel Sud dell’Italia, introducendo sistemi di controllo avanzati e digitalizzati che consentono una gestione ottimale delle risorse, riducendo lo spreco e limitando le inefficienze”[https://italiadomani.gov.it/.]; 
• REACT-EU, che ha destinato 482 milioni di Euro, utilizzabili entro il 2023, per ridurre le perdite nelle reti di distribuzione idriche attraverso la digitalizzazione, il tracciamento, la distrettualizzazione delle reti e l’adozione di tecnologie intelligenti.  

La maggior parte degli obiettivi dei programmi europei, è sovrapponibile ai temi affrontati dall’Autorità, come la gestione delle perdite idriche e la diffusione di tecnologie intelligenti volte alla risoluzione delle stesse. Tali iniziative rappresentano una grande opportunità per i gestori del SII di finanziare iniziative per migliorare le proprie prestazioni in termini di qualità tecnica e contrattuale, come stabilito dall’ARERA. Programmi come quelli sopra citati possono quindi consentire alle imprese con minore capacità di investimento, come quelle più piccole o gestite dagli enti locali, di adeguarsi alla normativa, accedere al sistema d’incentivi e sanzioni stabilito dall’Autorità e, nella migliore delle ipotesi, ottenere incentivi monetari grazie ai loro investimenti.  

Per allocare i fondi in modo efficiente, le aziende devono definire chiaramente le aree di miglioramento desiderate e gli obiettivi previsti, nonché stimare economicamente l’investimento necessario. Infatti, è importante, tracciare gli indici valutati dall’Autorità e monitorare le maggiori criticità relative alle aree di intervento prescelte, in modo da meglio definire le azioni da intraprendere: le imprese devono poter analizzare a fondo le proprie esigenze e la fattibilità dei propri progetti e, se necessario, ricercare nuovi partner. Inoltre, quando si gestiscono fondi pubblici, soprattutto relativi a progetti complessi che richiedono diverse aree di competenza come i progetti di digitalizzazione, devono essere svolte anche attività di gestione come il monitoraggio e la rendicontazione periodica, sia finanziaria che tecnica, per seguire agevolmente il programma di progetto in termini di tempi e costi, assicurandone il buon completamento. 

Le sfide che i gestori del SII devono affrontare per rinnovarsi e diventare “digital utilities” sono numerose, essere digitali non è un elemento fine a sé stesso, ma piuttosto un mezzo efficace per raggiungere un obiettivo: fornire un buon servizio agli utenti, date le risorse disponibili. [Howells, McFie, Yates, Budimir, Gasson, “Accelerating the digital water utility. A Global Water Intelligence and Global Water Leaders Group white paper published in partnership with Grundfos”, 2019.]  

Tendenze tecnologiche per il settore idrico: da un approccio reattivo ad uno predittivo

Il controllo dell’intera rete è un elemento chiave quando si tratta di migliorare la qualità dei servizi e garantire l’affidabilità delle infrastrutture idriche. L’utilizzo di dispositivi e sensori IoT consente una raccolta dati efficiente e accurata e un monitoraggio continuo lungo l’intero ciclo idrico integrato, consentendo così una migliore gestione delle infrastrutture. Inoltre, l’uso dei sistemi di analytics per l’aggregazione e l’analisi dei dati raccolti dai dispositivi IoT getta le basi per il controllo e la gestione remota degli asset, cambiando il modo in cui le aziende idriche operano e prendono decisioni. 

I sistemi integrati di Water Management Systems (WMS) comprendono in un unico strumento diverse soluzioni, come il Geographic Information System (GIS), l’Enterprise Resource Planning (ERP), il WorkForce Management (WFM), la Business Intelligence (BI) e la gestione dinamica dei KPI. Tali sistemi sono inoltre in grado di integrare informazioni da parte di altre fonti dati come ad esempio gli SCADA e i Sistemi di Acquisizione Centrale (SAC) consentendo in tal modo di aggregare, correlare ed elaborare i dati e renderli disponibili per finalità quali il bilancio idrico e la manutenzione predittiva degli asset. 

In particolare il WMS abilita:

• Analisi predittive ottenute correlando dati di storico e dati georeferenziati della rete idrica; 
• Gestione predittiva degli asset sulla base di modelli idraulici e dei dati rilevati dal campo (es. pressioni); 
• Rilevazione immediata di anomalie sulla base dei dati comunicati dagli asset di campo; 
• Raccolta e presentazione dei dati di bilancio idrico e degli indicatori di qualità; 
• Supporto alla definizione di strategie di pianificazione di investimento. 

Tutte queste sono risorse chiave per l’evoluzione verso un modello predittivo di analisi che sia in grado di valorizzare un approccio volto alla programmazione degli interventi di medio e lungo periodo, consentendo comunque allo stesso tempo la reazione immediata a problematiche rilevate. 

Oltretutto, l’implementazione di queste tecnologie automatizza i processi, migliorando la produttività e la qualità delle operazioni. L’obiettivo è ottimizzare l’intera filiera del processo idrico, dalla raccolta dei dati all’analisi in un unico contesto, massimizzando l’efficienza e apportando significativi benefici economici e ambientali attraverso la riduzione dei costi e dei consumi energetici. 

Smart Water Metering

Nella gestione delle reti idriche la misurazione intelligente delle utenze (Smart Water Metering SWM) è un’importante fonte di dati sia per la gestione della rete stessa che per le varie funzioni aziendali (es. fatturazione). Il mercato dello Smart Water Metering sta vivendo una fase di continua evoluzione, non sembra difatti essersi ancora affermato uno standard tecnologico comune. I produttori offrono soluzioni con diverse tecnologie di comunicazione e protocolli applicativi, complicando così la gestione operativa per le società idriche e aumentando il rischio di un effetto lock-in su tecnologie e protocolli esistenti. Contrariamente a quanto fatto per le altre utilities, l’Autorità non ha ancora emanato linee guida chiare in tema di SWM, non definendo un’unica tecnologia di comunicazione o protocollo applicativo. Tale approccio rende fondamentale progettare sistemi, come il WMS, che siano il più aperti possibili e capaci di comunicare ed integrare qualsiasi tecnologia di Smart Metering. 

In tale contesto risulta fondamentale per i gestori del SII utilizzare un approccio corretto alla valutazione delle proprie esigenze tecniche e funzionali, per quanto riguarda le tecnologie di comunicazione, ad esempio, le principali opzioni disponibili comprendono: 

• wM-Bus; 
• NB-IoT;  
• LoRaWAN; 
• Sigfox.  

Ogni tecnologia ha le sue caratteristiche che devono essere valutate attentamente quando si sviluppa l’infrastruttura end to end di comunicazione e gestione dei dati tenendo in considerazione sia specificità territoriali che normative. Le iniziative di SWM dei gestori del SII nazionale hanno coinvolto diverse tecnologie di comunicazione, oltre a diversi tipi di dispositivi (integrati o semi-integrati). Nonostante il lancio di numerosi progetti di trasformazione digitale, la digitalizzazione del SII è ancora in una fase iniziale. Nel 2019, infatti, in Italia solo il 3,5% dei contatori è smart [ARERA DCO 405/2021/R/IDR. L’ARERA ha recentemente definito “semi-smart” i dispositivi che consentono una lettura di prossimità (modalità walk by/drive by) e “smart” quelli che permettono una lettura da remoto (609/2021/R/IDR)] e, più in generale, solo l’1,4% degli investimenti 2015-2017 delle società idriche è stato destinato a iniziative digitali [Utilitatis, Orange book, 2018]. Tuttavia, gli investimenti digitali previsti per il 2020-2023 ammontano al 4,8% del totale [REF Ricerche, “Water 4.0: la rivoluzione digitale nel servizio idrico integrato”, Acqua 173, febbraio 2021], mostrando un crescente interesse per la trasformazione digitale.  

Sebbene questo tipo di iniziative rappresenti un passo importante verso l’Industria 4.0, la trasformazione digitale non riguarda solo la scelta della giusta tecnologia. In effetti, i cambiamenti di paradigma tecnologico e culturale comportano una serie di nuove sfide.   

Digital Utility: nuove sfide

L’introduzione di una trasformazione digitale dirompente pone nuove sfide che devono essere affrontate per ottenere il massimo dalla trasformazione stessa:  

• Cultura aziendale e integrazione tecnologica; 
• Nuovi processi e strutture organizzative;  
• Strategie di procurement efficaci. 

Secondo un sondaggio condotto da Global Water Intelligence (GWI), «la resistenza del personale è stata la seconda sfida più comunemente sperimentata durante l’implementazione di soluzioni digitali» [Howells, McFie, Yates, Budimir, Gasson, “Accelerating the digital water utility. A Global Water Intelligence and Global Water Leaders Group white paper published in partnership with Grundfos”, 2019.], mentre la cultura organizzativa, la storia e la mancanza di familiarità digitale all’interno della forza lavoro sono citate come sue cause primarie, i cui effetti devono essere mitigati per poter raggiungere una trasformazione culturale di successo. Questi possono essere affrontati adottando un approccio progettuale più incentrato sull’uomo, in modo da aiutare la forza lavoro a comprendere meglio le opportunità dello sviluppo digitale e facilitare il trasferimento delle conoscenze. In questo senso, la formazione continua e le strategie di comunicazione sono strumenti importanti per ottenere un’efficace gestione del cambiamento, garantendo la comprensione e la consapevolezza del cambiamento, nonché la diffusione di informazioni e metodologie, e, quindi, aiutando il personale più maturo a sviluppare nuove competenze digitali.

L’adozione di soluzioni digitali comporta un cambio di paradigma per quanto riguarda la frequenza e la qualità delle informazioni ricevute, ponendo la necessità di una re-ingegnerizzazione dei processi. In questo senso, è importante anche analizzare il contesto normativo e tecnologico, facendo uso di benchmark di settore inoltre sarà possibile garantire il superamento delle inefficienze tipiche del first mover. La fase di progettazione organizzativa è fondamentale per l’adozione di nuove tecnologie e per monitorare ed esercire i nuovi processi implementati. La valutazione della situazione attuale, l’identificazione dei ruoli e delle competenze richieste attraverso la definizione di mappe delle competenze dell’attuale organico e, di conseguenza, l’individuazione delle principali lacune rispetto al nuovo quadro delle competenze di riferimento, consentono di avviare iniziative di miglioramento e ridurre le attività ormai inutili.

La selezione e l’adozione di soluzioni digitali complesse richiede una forte consapevolezza del mercato e della tecnologia e una profonda conoscenza delle esigenze specifiche dell’azienda, in modo da effettuare un approvvigionamento efficace. Lo stesso approvvigionamento, infatti, può diventare complicato per le aziende non in grado di definire chiaramente i propri bisogni e le proprie aspettative, con il rischio di perdere l’occasione di realizzare una vera e completa trasformazione digitale. Una strategia di approvvigionamento efficace non dovrebbe solo essere congruente con la nuova architettura digitale, ma anche essere in grado di sfruttare le migliori tecnologie della categoria.

Il ruolo di BIP 

Per sfruttare al meglio le opportunità e indirizzare al meglio le sfide future, le società idriche dovrebbero fare affidamento su un partner che possa assicurare: 

• Competenze specialistiche in un ambito in forte evoluzione e non ancora consolidato, in grado di indirizzare al meglio le scelte di investimento e di approvvigionamento tecnologico; 
• Il Project Management end to end di iniziative complesse di evoluzione tecnologica; 
• Ri-disegno di processi volto a massimizzare le opportunità offerte dall’introduzione di nuove tecnologie all’interno delle mappe applicative; 

• Dimensionamento e definizione di nuove organizzazioni che tengano conto da un lato degli efficientamenti introdotti e dall’altro delle rinnovate esigenze in termini di skills;  
• Definizione di piani di re-skilling e up-skilling al fine di ricollocare le risorse su attività a maggior valore aggiunto; 
• Supporto alla definizione di piani di investimento al fine di garantire da un lato la compliance rispetto alla normativa di settore e dall’altro la massimizzazione del valore;   
• Gestione del processo end to end di candidatura di progetti finanziati e supporto alla gestione e rendicontazione dei progetti stessi. 

BIP ha sviluppato e applicato con successo tutte le competenze necessarie ad accompagnare i propri clienti verso la transizione tecnologica e la digital transformation del SII.  

Inoltre, l’approccio multidisciplinare unitamente all’estesa esperienza su clienti idrici garantiscono ai nostri clienti di contare su una solida baseline di conoscenze in grado di minimizzare gli effort progettuali e massimizzare i risultati ottenuti.